固定翼无人机群的集群和避障控制

针对传统的集群控制算法需要获取通信范围内相邻质点的位置和速度信息才能够计算控制量的问题,提出一种新的无须获得相邻无人机速度的六自由度固定翼无人机群的集群和避障控制方法。将通信范围内的无人机均视为障碍物,采用统一的计算方法获得控制量,并且证明了算法的稳定性。通过建立六自由度无人机线性化控制模型,将改进的质点集群算法应用于无人机群控制系统中,将无人机控制设计成六自由度无人机的跟踪回路和质点无人机的导引回路,并证明通过选取合适的跟踪回路控制参数,确保整个无人机集群控制是稳定的。通过六自由度无人机编队仿真验证了所提算法的有效性。     

三架固定翼无人机协同编队飞行避障策略

针对无人机编队执行空战任务过程中存在无人机之间以及无人机与障碍物发生碰撞的问题,提出单向网络连接结构的多无人机避障算法和基于人工势场的控制方法,同时应用于无人机编队避障控制。以三架无人机构成的正三角形编队作为控制体,同时以长机的运动轨迹作为期望路径,长机提供僚机飞行信息,僚机接受信息保持编队飞行。多无人机编队发现障碍物到避障完成的过程包括编队集结、松散队形、最终恢复集结正三角形编队。仿真实验结果表明,所提避障控制策略能够确保编队收敛于期望的队形和稳定飞行状态。     

最大面积避障矩形问题的解法

建立了在一个含有若干障碍点的矩形母域内求一个最大面积避障矩形问题的数学模型.通过分析避障矩形的几何特性,找到了求解这一含有0-1变量的非线性规划数学模型的一种特殊解法.     

基于可视图和几何逼近算法的避障路径动态规划研究

为了满足实时仿真的需求,CGF装甲车和武装直升机等的路径规划问题都可以简化成二维平面中的路径规划问题.研究了二维平面中路径规划的核心问题--避障路径规划问题.首先以可视图法所建的求解环境为基础,将避障路径规划转化为一个多阶段决策问题,对于每一个阶段的子问题,应用改进可视图法和几何逼近算法进行求解,得出各阶段的最短路径,最后对避障路径规划进行动态规划求解.     

求最大避障圆的一种新算法

分析了在给定圆域Ｄ及Ｄ内的障碍点集Ｖ后,用于生成基本避障圆的几个性质定理．然后由这些定理提出了求最大避障圆的一种新算法．用这种方法可降低计算的复杂性和便于人工作图．     

密集环境中无人机协同机动飞行运动规划方法综述

从单无人机机动飞行向多机协同扩展的通用规划框架出发,介绍了其中各模块相关研究的基本原理、代表性方法和前沿研究,主要包括用于环境障碍感知的实时导航地图构建、离散空间的路径规划、连续空间的轨迹规划、基于离散连续混合空间的规划、多航迹或轨迹的协同规划。综合无人机通用规划框架的关键技术,提出了无人机协同机动规划下一步需要重点研究的方向。     

基于分布式协调算法的多导弹网络避障

提出一种避障的多导弹网络协调算法.为了实现协同拦截,制导采用目标捕获、时间协调和避障3个独立条件.即使多导弹网络中的某一部件也只能从最近的邻居处收集信息,分布式协调算法可使一组拦截导弹同时到达目标.仿真结果表明,该制导策略为多导弹网络的避障提供了一种可行方法,具有良好的目标捕获精度.讨论了增益参数的影响,以评估所提出的方法.     

基于模型预测控制的无人机避障路径规划方法

针对无人机飞行过程中避障问题,提出了一种基于模型预测控制的无人机避障路径规划方法。通过对无人机平台模型进行分析,构造了无人机状态空间预测模型。为保证路径规划过程输出的平稳性,采用一阶指数变化形式作为无人机飞行路径的参考轨迹。设计了预测模型调整策略,并给出了参数调整流程,以能力-时间组合最优为目标,建立了无人机避障路径优化模型,采用有限时域优化的滚动优化算法对无人机避障优化模型进行了求解。算例仿真结果表明,该算法可有效解决无人机飞行路径的避障问题。